JP5306224B2 - Compliance microelectronic assembly and method therefor - Google Patents
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- H01L2924/351—Thermal stress
Abstract
Description
[関連出願の相互参照]
本出願は、その開示内容を引用することにより本明細書の一部をなすものとするMICROELECTRONIC ASSEMBLIES HAVING COMPLIANCY AND METHODS THEREFORと題される2006年12月20日に出願された出願第11/643,021号の利益を主張する。本出願は、その開示内容を引用することにより本明細書の一部をなすものとする2006年2月23日に出願された米国特許出願第11/360,230号に関連する。
[Cross-reference of related applications]
This application is a MICROELECTRONIC ASSEMBLIES HAVING COMPLIANCE AND METHODS THEREFOR application No. 11/643, filed Dec. 20, 2006, which is incorporated herein by reference. Insist on the profit of No.021. This application is related to US patent application Ser. No. 11 / 360,230, filed Feb. 23, 2006, which is incorporated herein by reference.
[発明の分野]
本発明は、ウエハレベル半導体チップパッケージングに関する。特に、本発明は、改良されたコンプライアントウエハおよびコンプライアント半導体パッケージ構造と、該構造を形成するための方法とに関する。
[Field of the Invention]
The present invention relates to wafer level semiconductor chip packaging. In particular, the present invention relates to improved compliant wafer and compliant semiconductor package structures and methods for forming the structures.
半導体チップなどのマイクロ電子デバイスは、一般に、他の電子部品に対する多くの入力接続部および出力接続部を必要とする。半導体チップまたは他の同等のデバイスの入力接点および出力接点は、一般に、デバイスの表面をほぼ覆うグリッド状のパターンで配置され(一般に、エリアアレイと称される)、あるいは、デバイスの前面の各縁部と平行にこれに隣接して或いは前面の中心で延在してもよい細長い列を成して配置される。一般に、チップなどのデバイスは、プリント回路基板などの基板上に物理的に実装されなければならず、また、デバイスの接点は、回路ボードの導電機能部に対して電気的に接続されなければならない。 Microelectronic devices such as semiconductor chips generally require many input and output connections to other electronic components. The input and output contacts of a semiconductor chip or other equivalent device are typically arranged in a grid pattern that generally covers the surface of the device (commonly referred to as an area array), or each edge on the front of the device Arranged in an elongated row that may extend parallel to the part, adjacent to it or at the center of the front face. In general, a device such as a chip must be physically mounted on a substrate such as a printed circuit board, and the device contacts must be electrically connected to the conductive features of the circuit board. .
半導体チップは、一般に、製造中および回路ボードまたは他の回路パネルなどの外部基板に対するチップの実装中に、チップの取り扱いを容易にするパッケージ内に設けられる。例えば、多くの半導体チップは、表面実装に適したパッケージ内に設けられる。この一般的なタイプの多数のパッケージが様々な用途のために提案されてきた。最も一般的には、そのようなパッケージは、誘電体上にメッキされ或いはエッチングされた金属構造体として端子が形成されて成る一般に「チップキャリア」と称される誘電要素を含む。これらの端子は、一般に、チップキャリア自体に沿って延在する薄いトレースなどの機能部によって、また、チップの接点と端子またはトレースとの間で延在する細いリード線またはワイヤによって、チップ自体の接点に対して接続される。表面実装工程において、パケージは、パッケージ上の各端子が回路ボード上の対応する接点パッドと位置合わせされるように回路ボード上に配置される。半田または他の結合材料が端子と接点パッドとの間に設けられる。パッケージは、半田を溶解させ或いは「リフローする」ように或いは結合材料を活性化させるようにアセンブリを加熱することによって、取り外し不能に所定位置に結合させることができる。 Semiconductor chips are typically provided in packages that facilitate chip handling during manufacturing and mounting of the chip to an external substrate such as a circuit board or other circuit panel. For example, many semiconductor chips are provided in a package suitable for surface mounting. Numerous packages of this general type have been proposed for various applications. Most commonly, such a package includes a dielectric element, commonly referred to as a “chip carrier”, wherein the terminals are formed as metal structures plated or etched on the dielectric. These terminals are typically attached to the chip itself by features such as thin traces that extend along the chip carrier itself, and by thin leads or wires that extend between the chip contacts and the terminals or traces. Connected to contact. In the surface mount process, the package is placed on the circuit board such that each terminal on the package is aligned with a corresponding contact pad on the circuit board. Solder or other bonding material is provided between the terminals and the contact pads. The package can be non-removably bonded in place by heating the assembly to melt or “reflow” the solder or to activate the bonding material.
多くのパッケージは、パッケージの端子に取り付けられる直径が一般に約0.1mm〜約0.8mm(5〜30ミル)の半田球の形態を成す半田塊を含む。半田球の配列がその下面から突出するパッケージは、一般に、ボールグリッドアレイすなわち「BGA」パッケージと称される。ランドグリッドアレイすなわち「LGA」パッケージと称される他のパッケージは、半田から形成される薄い層またはランドによって基板に対して固定される。このタイプのパッケージは非常にコンパクトになり得る。一般に「チップスケールパッケージ」と称される特定のパッケージは、パッケージ内に組み込まれるデバイスの面積に等しい或いは該面積よりも僅かだけ大きい回路ボード面積を占める。これは、それがアセンブリの全体のサイズを減少させかつ基板上の様々なデバイス間の短い相互接続の使用を可能にし、それにより、デバイス間の信号伝播時間が制限されるとともに、アセンブリの高速での動作が容易になるという点で有利である。 Many packages include a solder mass in the form of a solder ball, typically about 0.1 mm to about 0.8 mm (5-30 mils) in diameter, which is attached to the terminals of the package. A package with an array of solder balls protruding from its lower surface is commonly referred to as a ball grid array or “BGA” package. Other packages, referred to as land grid array or “LGA” packages, are secured to the substrate by thin layers or lands formed from solder. This type of package can be very compact. A particular package, commonly referred to as a “chip scale package,” occupies a circuit board area that is equal to or slightly larger than the area of the device incorporated within the package. This reduces the overall size of the assembly and allows the use of short interconnects between various devices on the board, thereby limiting the signal propagation time between devices and increasing the assembly speed. This is advantageous in that the operation becomes easier.
パッケージを含むアセンブリは、デバイスおよび基板の熱膨張差および収縮により課される応力を被り得る。動作中および製造中、半導体チップは、回路ボードの膨張および収縮の大きさとは異なる大きさで膨張および収縮する傾向がある。パッケージの端子が例えば半田を使用することによってチップまたは他のデバイスに対して固定される場合、これらの効果は、端子を回路ボード上の接点パッドに対して移動させる傾向がある。これは、回路ボード上の接点パッドに対して端子を接続する半田に応力を課す。その開示内容を引用することにより本明細書の一部をなすものとする米国特許第5,679,977号明細書、第5,148,266号明細書、第5,148,265号明細書、第5,455,390号明細書、および、第5,518,964号明細書の特定の好ましい実施形態に開示されるように、半導体チップパッケージは、パッケージ内に組み込まれるチップまたは他のデバイスに対して移動できる端子を有することができる。そのような移動は、かなりの程度の膨張差および収縮差を補償できる。 Assemblies including packages can suffer from stress imposed by differential thermal expansion and contraction of the device and substrate. During operation and manufacture, semiconductor chips tend to expand and contract at a magnitude different from the magnitude of circuit board expansion and contraction. These effects tend to move the terminals relative to the contact pads on the circuit board when the terminals of the package are secured to the chip or other device, for example by using solder. This places stress on the solder connecting the terminals to the contact pads on the circuit board. U.S. Pat. Nos. 5,679,977, 5,148,266, 5,148,265, which are hereby incorporated by reference. As disclosed in certain preferred embodiments of US Pat. Nos. 5,455,390 and 5,518,964, a semiconductor chip package is a chip or other device that is incorporated into the package. Can have terminals that can move relative to Such movement can compensate for a significant degree of differential expansion and contraction.
パッケージ化されたデバイスの検査は、他の厄介な問題を引き起こす。幾つかの製造プロセスでは、パッケージデバイスの端子と検査装置との間で一時的な接続を形成する必要があるとともに、デバイスが完全に機能するようにすべくこれらの接続によってデバイスを作動させる必要がある。通常、これらの一時的な接続は、パッケージの端子を検査装置に対して結合させることなく行なわれなければならない。端子の全てが検査装置の導電要素に対して確実に接続されるようにすることが重要である。しかしながら、平坦な接点パッドを有する普通の回路ボードなどの簡単な検査装置に対してパッケージを押し付けることによって接続を行なうことは難しい。パッケージの端子が同一平面上にない場合、あるいは、検査装置の導電要素が同一平面上にない場合には、端子の一部が検査装置上のそれらの対応する接点パッドと接触しない。例えば、BGAパッケージでは、端子に取り付けられる半田球の直径の違い、および、チップキャリアの非平面性により、半田球の一部が異なる高さに位置する場合がある。 Inspection of packaged devices causes other complications. In some manufacturing processes, it is necessary to make a temporary connection between the terminals of the package device and the inspection device and to operate the device with these connections in order for the device to be fully functional. is there. Typically, these temporary connections must be made without coupling the package terminals to the inspection device. It is important to ensure that all of the terminals are connected to the conductive elements of the inspection device. However, it is difficult to make a connection by pressing the package against a simple inspection device such as a normal circuit board with flat contact pads. If the package terminals are not on the same plane, or if the conductive elements of the inspection device are not on the same plane, some of the terminals will not contact their corresponding contact pads on the inspection device. For example, in a BGA package, some solder balls may be located at different heights due to the difference in diameter of solder balls attached to terminals and the non-planarity of the chip carrier.
これらの問題は、非平面性を補償するようになっている特徴を有する特別に構成された検査装置を使用することによって軽減することができる。しかしながら、そのような特徴は、検査装置のコストを増大させ、また、場合によっては、何らかの信頼性の欠如を検査装置自体にもたらす。これは、意味のある検査を行なうために、検査装置および検査装置とデバイスとの係合をパッケージデバイス自体よりも信頼性のあるものにしなければならないため、特に望ましくない。また、高周波作動するようになっているデバイスは、一般に、高周波信号を印加することによって検査されなければならない。この要件は、検査装置における信号経路の電気特性に対して制約を与え、それにより、検査装置の構造が更に複雑になる。 These problems can be mitigated by using a specially configured inspection device that has features adapted to compensate for non-planarity. However, such features increase the cost of the inspection device and in some cases introduce some lack of reliability to the inspection device itself. This is particularly undesirable because the inspection device and the engagement between the inspection device and the device must be more reliable than the package device itself in order to perform a meaningful inspection. Also, devices that are adapted to operate at high frequencies generally must be inspected by applying a high frequency signal. This requirement places constraints on the electrical characteristics of the signal path in the inspection device, thereby further complicating the structure of the inspection device.
また、半田球が端子と接続されるパッケージデバイスおよびウエハを検査する場合、半田は、半田球と係合する検査装置の部品上に蓄積する傾向がある。半田残渣のこの蓄積は、検査装置の寿命を短くして、その信頼性を損なう可能性がある。 Also, when inspecting a package device and wafer in which solder balls are connected to terminals, the solder tends to accumulate on the parts of the inspection apparatus that engage with the solder balls. This accumulation of solder residue can shorten the life of the inspection device and impair its reliability.
前述した問題に対処するために様々な解決策が提案されてきた。前述した特許に開示される特定のパッケージは、マイクロ電子デバイスに対して移動できる端子を有する。そのような移動は、検査中の端子の非平面性をある程度補償できる。 Various solutions have been proposed to address the aforementioned problems. Certain packages disclosed in the aforementioned patents have terminals that are movable relative to the microelectronic device. Such movement can compensate to some extent for the non-planarity of the terminal under inspection.
いずれもNishiguch.et.alに対して発行された第5,196,726号明細書および第5,214,308号明細書は、チップの表面上のバンプリードが基板上のカップ状ソケット内に受けられて低融点材料によってソケット内に結合される、BGAタイプの手法を開示している。Beaman.et.alに対して発行された米国特許第4,975,079号明細書は、検査基板上のドーム形状接点が円錐ガイド内に配置されるチップ用検査ソケットを開示している。チップは、半田球が円錐ガイド内に入って基板上のドーム形状ピンと係合するように、基板に対して押し付けられる。ドーム形状ピンがチップの半田球を実際に変形させるように十分な力が加えられる。 Both of these are Nishiguchi. et. Nos. 5,196,726 and 5,214,308 issued to al., in which a bump lead on the surface of a chip is received in a cup-shaped socket on a substrate and a low melting point material Discloses a BGA type approach that is coupled into the socket. Beaman. et. U.S. Pat. No. 4,975,079 issued to al discloses a chip inspection socket in which a dome-shaped contact on an inspection substrate is placed in a conical guide. The chip is pressed against the substrate so that the solder balls enter the conical guide and engage the dome shaped pins on the substrate. Sufficient force is applied so that the dome-shaped pins actually deform the solder balls of the chip.
BGAソケットの更なる例は、その開示内容を引用することにより本明細書の一部をなすものとする1998年9月8日に発行された同一出願人による米国特許第5,802,699号明細書において見出すことができる。この’699特許は、複数の穴を有するシート状コネクタを開示している。各穴には、1つの穴にわたって内側に広がる少なくとも1つの弾性薄層接点が設けられている。BGAデバイスのバンプリードは、バンプリードが接点と係合されるように穴内へ押し込められる。アセンブリを検査することができ、また、許容できると考えられる場合には、バンプリードを接点に対して取り外し不能に結合することができる。 A further example of a BGA socket is disclosed in commonly assigned US Pat. No. 5,802,699, issued September 8, 1998, which is incorporated herein by reference. Can be found in the description. The '699 patent discloses a sheet-like connector having a plurality of holes. Each hole is provided with at least one elastic thin-layer contact that extends inward over one hole. The bump lead of the BGA device is pushed into the hole so that the bump lead is engaged with the contact. The assembly can be inspected and the bump leads can be non-removably coupled to the contacts if deemed acceptable.
その開示内容を引用することにより本明細書の一部をなすものとする2001年3月20日に発行された同一出願人による米国特許第6,202,297号明細書は、バンプリードを有するマイクロ電子デバイス用のコネクタ、および、コネクタを製造して使用するための方法を開示している。’297特許の1つの実施形態において、誘電基板は、前面から上方へ延在する複数のポストを有する。ポストは、ポストグループの配列を成して配置されてもよく、その場合、各ポストグループはそれらの間に隙間を画定する。略薄層状の接点は、各ポストの上端から延在している。デバイスを検査するため、デバイスのバンプリードはそれぞれ、対応する隙間内に挿入され、それにより、それが挿入され続けるにつれてバンプリードに抗して拭き取る接点と係合する。一般に、接点の先端部は、バンプリードが隙間内へ挿入されるにつれて、基板へ向けて下方へかつ隙間の中心から外側へ離れるように偏向する。 US Pat. No. 6,202,297, issued March 20, 2001, which is hereby incorporated by reference in its entirety, has bump leads. A connector for a microelectronic device and a method for manufacturing and using the connector are disclosed. In one embodiment of the '297 patent, the dielectric substrate has a plurality of posts extending upward from the front surface. The posts may be arranged in an array of post groups, where each post group defines a gap between them. A substantially laminar contact extends from the top of each post. In order to inspect the device, each of the device's bump leads is inserted into a corresponding gap, thereby engaging a contact that wipes against the bump lead as it continues to be inserted. Generally, as the bump lead is inserted into the gap, the tip of the contact is deflected downward toward the substrate and away from the center of the gap.
その開示内容を引用することにより本明細書の一部をなすものとする同一出願人による米国特許第6,177,636号明細書は、マイクロ電子デバイスと支持基板との間で相互接続を行なうための方法および装置を開示している。’636特許の1つの好ましい実施形態において、マイクロ電子デバイスのための相互接続部品を形成する方法は、第1および第2の表面を有する柔軟なチップキャリアを設け、チップキャリアの第1の表面に対して導電シートを結合することを含む。導電シートは、その後、複数のほぼ硬質なポストを形成するように選択的にエッチングされる。支持構造体の第2の表面上にコンプライアント層が設けられ、また、半導体チップなどのマイクロ電子デバイスがコンプライアント層と係合され、それにより、コンプライアント層がマイクロ電子デバイスとチップキャリアとの間に位置し、また、ポストがチップキャリアの露出面から突出したままとなる。ポストは、マイクロ電子デバイスに対して電気的に接続される。ポストは、ソケット内に係合され或いは例えば回路パネルのような基板の機能部に対して半田結合され得る、突出パッケージ端子を形成する。ポストはマイクロ電子デバイスに対して移動できるため、そのようなパッケージは、デバイスの使用時にデバイスと支持基板との間の膨張不整合の熱係数を実質的に調整する。また、ポストのチップを同一平面上または略同一平面上にすることができる。 Co-assigned U.S. Pat. No. 6,177,636, which is hereby incorporated by reference, makes an interconnection between a microelectronic device and a support substrate. Methods and apparatus for disclosing are disclosed. In one preferred embodiment of the '636 patent, a method of forming an interconnect component for a microelectronic device includes providing a flexible chip carrier having first and second surfaces, the first surface of the chip carrier being And bonding a conductive sheet to it. The conductive sheet is then selectively etched to form a plurality of substantially rigid posts. A compliant layer is provided on the second surface of the support structure, and a microelectronic device, such as a semiconductor chip, is engaged with the compliant layer, so that the compliant layer is disposed between the microelectronic device and the chip carrier. The post remains protruding from the exposed surface of the chip carrier. The post is electrically connected to the microelectronic device. The post forms a protruding package terminal that can be engaged in a socket or soldered to a functional part of a substrate, such as a circuit panel. Since the post can move relative to the microelectronic device, such a package substantially adjusts the thermal coefficient of expansion mismatch between the device and the support substrate during device use. Further, the tips of the posts can be on the same plane or substantially the same plane.
最近、数GHzを上回る周波数で動作するDRAMパッケージが開発されてきており、これは、長いワイヤの高いインピーダンスに起因して、ワイヤボンディング相互接続を利用することを困難にする場合がある。従来のフリップチップパッケージの場合、プリント回路基板(CTE14−16)とシリコーン(CTE3−4)との間の熱的不整合が周囲のBGAの層間剥離を引き起こす場合がある。したがって、熱サイクル中に生じる機械的応力を補償するため、アンダーボールパッケージング層が十分にコンプライアントである(例えば、弾性率および厚さが低い)ことが好ましい。 Recently, DRAM packages have been developed that operate at frequencies above several GHz, which can make it difficult to utilize wire bonding interconnects due to the high impedance of long wires. For conventional flip chip package, the thermal mismatch between the printed circuit board (CTE14-16) and silicon over emissions (CTE3-4) is may cause BGA delamination around. Accordingly, it is preferred that the underball packaging layer be sufficiently compliant (eg, low modulus and thickness) to compensate for mechanical stresses that occur during thermal cycling.
リソグラフィ法は多くの欠点を有する。第1の欠点は、コンプライアント層が非常に低いrpmを必要とするスピンコーティングプロセスによって形成される約40ミクロンの厚さを有するという点である。そのようなコンプライアント層は、低いrpmに起因して不均一になる傾向がある。第2の問題は、リソグラフィプロセスが直線状の壁または逆アングルの壁を有する構造体をもたらし、それにより、上端および下端のバンプたわみで高応力メタライゼーションが生じるという点である。スクリーン印刷法は、1)高分子のためのスクリーン印刷プロセスの精度が低く、そのため、結果として得られるバンプの厚さ変動が50〜60ミクロンとなり、また、2)多量の変形バンプに起因して、スクリーン印刷プロセスが低い歩留まりをもたらすこと、を含む多くの欠点を有する。 Lithographic methods have many drawbacks. The first disadvantage is that the compliant layer has a thickness of about 40 microns formed by a spin coating process that requires a very low rpm. Such compliant layers tend to be non-uniform due to the low rpm. A second problem is that the lithographic process results in a structure with straight walls or opposite angle walls, which results in high stress metallization at the top and bottom bump deflection. The screen printing method is 1) the accuracy of the screen printing process for polymers is low, so the resulting bump thickness variation is 50-60 microns, and 2) due to the large amount of deformed bumps. The screen printing process has many disadvantages including low yield.
前記進展にもかかわらず、マイクロ電子パッケージを形成する改良された方法の必要性、および、コンプライアントアンダーボールバンプを有するマイクロ電子パッケージ、例えばコンプライアントアンダーボールバンプを有するDDRパッケージの必要性が依然としてある。 Despite the above developments, there is still a need for improved methods of forming microelectronic packages and microelectronic packages having compliant underball bumps, such as DDR packages having compliant underball bumps. .
本発明は、シリコン・アンダー・ボールバンプ(SUB)などのコンプライアントアンダーボールバンプを有するマイクロ電子パッケージを形成するための改良された方法を提供する。1つの実施形態において、本発明は平坦化ステップを使用し、この平坦化ステップ中に、スクリーン印刷されたバンプが従来の研削機を使用して研削される。バンプを研削した後、光画像化可能シリコーンなどの光画像化可能層を堆積させることによってバンプ上の鋭いエッジが平滑化されてもよい。したがって、1つの実施形態では、ウエハ上にコンプライアントバンプをスクリーン印刷し、スクリーン印刷されたコンプライアントバンプ上にわたって保護コーティングを塗布し、研削方法を使用してスクリーン印刷されたバンプを平坦化し、更なる光画像化可能コンプライアント層を加えて研削されたコンプライアントバンプを平滑化することによって、アンダーボールバンプが少なくとも部分的に形成される。 The present invention provides an improved method for forming microelectronic packages having compliant underball bumps such as silicon underball bumps (SUB). In one embodiment, the present invention uses a flattening step, during which the screen printed bumps are ground using a conventional grinder. After grinding the bumps, sharp edges on the bump may be smoothed by depositing a photoimageable layer such photoimageable silicone over emissions. Thus, in one embodiment, compliant bumps are screen printed on the wafer, a protective coating is applied over the screen printed compliant bumps, and the screen printed bumps are planarized using a grinding method to further By smoothing the ground compliant bump with the addition of a photoimageable compliant layer, an underball bump is formed at least partially.
本発明の1つの好ましい実施形態において、マイクロ電子アセンブリを形成する方法は、第1の表面と該第1の表面でアクセスできる接点とを有するマイクロ電子素子を設けることを含む。マイクロ電子素子としては、半導体ウエハ、1つ以上のメモリチップを有するウエハ、または、DDR3またはDDR4チップなどの1つ以上のダブルデータレート(DDR)チップを有するウエハを挙げることができる。1つの実施形態において、マイクロ電子素子は、シングルメモリチップなどの単一のチップを含んでいてもよい。この方法は、マイクロ電子素子の第1の表面上にわたってコンプライアントバンプを設け、コンプライアントバンプ上およびマイクロ電子素子の第1の表面上にわたって犠牲層を堆積させせることを含み、その場合、犠牲層はコンプライアントバンプを覆う。犠牲層は光画像化可能層であってもよい。犠牲層はシリコーンを含んでいてもよい。 In one preferred embodiment of the present invention, a method of forming a microelectronic assembly includes providing a microelectronic device having a first surface and contacts accessible on the first surface. The microelectronic element can include a semiconductor wafer, a wafer having one or more memory chips, or a wafer having one or more double data rate (DDR) chips, such as a DDR3 or DDR4 chip. In one embodiment, the microelectronic device may include a single chip, such as a single memory chip. The method includes providing compliant bumps over a first surface of the microelectronic device and depositing a sacrificial layer over the compliant bumps and over the first surface of the microelectronic device, wherein the sacrificial layer Covers compliant bumps. The sacrificial layer may be a photoimageable layer. The sacrificial layer may comprise a silicone over emissions.
1つの実施形態では、シリコーン系材料(3−2000MPa)がアンダーボール誘電材料またはコンプライアント層にとって良好な候補である。これらの材料に関しては、少なくとも2つのタイプの塗布方法が存在することが好ましい。第1の方法は、Dow Corningによって販売されるWL−6910などのシリコーン材料を印刷することを伴う。第2の方法は、光画像化可能材料を使用することを伴う。これらの2つの方法は、単独で使用されてもよく、あるいは、組み合わせて使用されてもよい。 In one embodiment, silicone chromatography emission material (3-2000MPa) is a good candidate for the under ball dielectric or compliant layer. For these materials, there are preferably at least two types of application methods. The first method involves printing a silicone over emissions materials such as WL-6910 sold by Dow Corning. The second method involves using a photoimageable material. These two methods may be used alone or in combination.
方法は、望ましくは、犠牲層およびコンプライアントバンプを研削して、コンプライアントバンプの上面を平坦化することを含み、それにより、コンプライアントバンプの平坦化された上面は犠牲層を通じてアクセスできる。1つの実施形態では、平坦化された上面がほぼ平らであることが好ましい。コンプライアントバンプは、平坦化された上面を取り囲む傾斜した側面を有することが望ましく、それにより、犠牲層を除去するステップ中に、傾斜した側面が露出される。研削ステップ後、平坦化された上面を取り囲むコンプライアントバンプの部分および接点を露出させるために、犠牲層が除去される。接点と電気的に接続される第1の端部とコンプライアントバンプの平坦化された上面に位置する第2の端部とを有する、導電トレースが設けられることが好ましい。導電トレースは、銅、金、ニッケル、および、合金、これらの組み合わせ、および、その複合体などの導電材料から形成されるのが望ましい。半田球、導電ポスト、および、導電ピンなどの導電要素が、導電トレースの第2の端部と接触して設けられてもよい。導電要素は、銅、銅合金、金、および、これらの組み合わせなどの導電材料から形成されてもよい。また、この方法は、少なくとも1つのチップを有する個々のチップパッケージを設けるためにマイクロ電子素子をダイスカットすることを含んでいてもよい。 The method desirably includes grinding the sacrificial layer and the compliant bump to planarize the upper surface of the compliant bump so that the planarized upper surface of the compliant bump is accessible through the sacrificial layer. In one embodiment, it is preferred that the planarized top surface is substantially flat. The compliant bump desirably has a sloped side surrounding the planarized top surface so that the sloped side is exposed during the step of removing the sacrificial layer. After the grinding step, the sacrificial layer is removed to expose the portions of the compliant bumps and contacts that surround the planarized top surface. A conductive trace is preferably provided having a first end electrically connected to the contact and a second end located on the planarized top surface of the compliant bump. The conductive traces are preferably formed from conductive materials such as copper, gold, nickel, and alloys, combinations thereof, and composites thereof. Conductive elements such as solder balls, conductive posts, and conductive pins may be provided in contact with the second end of the conductive trace. The conductive element may be formed from a conductive material such as copper, copper alloy, gold, and combinations thereof. The method may also include dicing the microelectronic device to provide individual chip packages having at least one chip.
1つの好ましい実施形態では、犠牲層を除去した後、マイクロ電子素子の第1の表面上およびコンプライアントバンプ上にわたってシリコーン層が堆積される。シリコーン層は、マイクロ電子素子の第1の表面でアクセスできる接点を露出させるために選択的に除去されてもよい。 In one preferred embodiment, after removing the sacrificial layer, silicon chromatography emission layer is deposited over the first surface and the compliant bumps of the microelectronic device. Silicone over down layer may be selectively removed to expose the contacts accessible at the first surface of the microelectronic device.
1つの実施形態において、方法は、導電トレースの第2の端部と接触する導電ポストを設けることを含み、導電ポストは、コンプライアントバンプ上に位置するとともに、マイクロ電子素子の第1の表面から離れて突出し、それにより、導電ポストがマイクロ電子素子の接点と電気的に相互接続される。導電ポストは、マイクロ電子アセンブリにおける最も高いポイントを規定するチップを有することが好ましい。 In one embodiment, the method includes providing a conductive post in contact with the second end of the conductive trace, the conductive post being located on the compliant bump and from the first surface of the microelectronic device. Projecting away, thereby electrically interconnecting the conductive posts with the contacts of the microelectronic element. The conductive post preferably has a tip that defines the highest point in the microelectronic assembly.
1つの実施形態において、コンプライアントバンプは、3−2000MPaの範囲の弾性率を有する材料の層を堆積させるとともに、コンプライアントバンプを形成するために低弾性率材料の前記層の一部を選択的に除去することによって設けられる。他の実施形態において、コンプライアントバンプは、硬化可能な材料から成るバンプをマイクロ電子素子の第1の表面上にスクリーン印刷するとともに、コンプライアントバンプを形成するように硬化可能な材料を硬化させることによって設けられる。コンプライアントバンプは、シリコーン、シリコーンポリイミド共重合体、軟化エポキシ、ポリイミド、熱硬化性高分子、フッ素重合体、および、熱可塑性高分子から成るグループから選択される材料によって形成されるのが望ましい。 In one embodiment, the compliant bump deposits a layer of material having a modulus in the range of 3-2000 MPa and selectively selects a portion of the layer of low modulus material to form a compliant bump. It is provided by removing. In other embodiments, the compliant bump screen-prints a bump of curable material onto the first surface of the microelectronic element and cures the curable material to form a compliant bump. Provided by. Compliant bumps are silicone over emissions, silicone over emissions polyimide copolymer, softening an epoxy, polyimide, thermoset polymer, a fluoropolymer, and is formed by a material selected from the group consisting of thermoplastic polymers Is desirable.
1つの実施形態において、導電ポストは、コンプライアントバンプのうちの1つに隣接するベースと、コンプライアントバンプから離れたチップとを有する。導電ポストは約10〜500ミクロンの高さを有することが望ましい。他の実施形態において、少なくとも1つの導電ポストは、約30〜600ミクロンの直径を有するベースと約10〜200ミクロンの直径を有するチップとを有する円錐台形状を成す。 In one embodiment, the conductive post has a base adjacent to one of the compliant bumps and a chip away from the compliant bump. The conductive post desirably has a height of about 10 to 500 microns. In another embodiment, the at least one conductive post has a frustoconical shape having a base having a diameter of about 30-600 microns and a tip having a diameter of about 10-200 microns.
本発明の他の好ましい実施形態において、マイクロ電子アセンブリを形成する方法は、第1の表面と該第1の表面でアクセスできる接点とを有する半導体ウエハまたはDDRチップなどのマイクロ電子素子を設け、マイクロ電子素子の第1の表面上にわたって誘電バンプを設け、誘電バンプ上にわたって犠牲層を堆積させることを含む。誘電バンプは、シリコーン、シリコーンポリイミド共重合体またはハイブリッドポリマー、軟化エポキシ、ポリイミド、熱硬化性高分子、フッ素重合体、および、熱可塑性高分子などの材料から形成されてもよい。方法は、犠牲層および誘電バンプを研削して、誘電バンプの上面を平坦化することを含んでもよく、これにより、平坦化された上面が犠牲層を通じてアクセスできる。研削ステップ後、犠牲層を除去して、誘電バンプを更に露出させるとともに、接点を露出させてもよい。マイクロ電子素子の第1の表面上および誘電バンプ上にわたって誘電層が堆積されてもよい。誘電層は、マイクロ電子素子の第1の表面でアクセスできる接点を露出させるために選択的に除去されてもよい。接点と電気的に接続される第1の端部と誘電バンプの平坦化された上面に位置する第2の端部とを有する導電トレースが形成されてもよい。半田球、導電ポスト、および、導電ピンなどの導電要素が、導電トレースの第2の端部と接触して設けられてもよい。 In another preferred embodiment of the present invention, a method of forming a microelectronic assembly includes providing a microelectronic element, such as a semiconductor wafer or DDR chip, having a first surface and contacts accessible on the first surface, Providing a dielectric bump over the first surface of the electronic device and depositing a sacrificial layer over the dielectric bump. Dielectric bumps, silicone over emissions, silicone over emissions polyimide copolymer or hybrid polymers, softening an epoxy, polyimide, thermoset polymer, a fluoropolymer, and may be formed from a material such as a thermoplastic polymer. The method may include grinding the sacrificial layer and the dielectric bump to planarize the top surface of the dielectric bump so that the planarized top surface is accessible through the sacrificial layer. After the grinding step, the sacrificial layer may be removed to further expose the dielectric bumps and expose the contacts. A dielectric layer may be deposited over the first surface of the microelectronic device and over the dielectric bumps. The dielectric layer may be selectively removed to expose contacts accessible at the first surface of the microelectronic element. A conductive trace may be formed having a first end electrically connected to the contact and a second end located on the planarized top surface of the dielectric bump. Conductive elements such as solder balls, conductive posts, and conductive pins may be provided in contact with the second end of the conductive trace.
導電トレースは、銅、金、ニッケル、および、合金、これらの組み合わせ、および、これらの複合体などの導電材料から形成されてもよい。導電要素は、誘電バンプ上に配置される導電ポストであってもよく、その場合、各導電ポストは約50〜300ミクロンの高さを有する。導電要素は、銅、銅合金、金、および、これらの組み合わせなどの導電材料から形成されることが好ましい。 The conductive traces may be formed from conductive materials such as copper, gold, nickel, and alloys, combinations thereof, and composites thereof. The conductive element may be a conductive post disposed on the dielectric bump, where each conductive post has a height of about 50-300 microns. The conductive element is preferably formed from a conductive material such as copper, copper alloy, gold, and combinations thereof.
本発明の他の好ましい実施形態において、マイクロ電子アセンブリを形成する方法は、第1の表面と該第1の表面でアクセスできる接点とを有する半導体ウエハを形成し、半導体ウエハの第1の表面上にわたってコンプライアントバンプを設け、コンプライアントバンプ上にわたって犠牲層を堆積させ、犠牲層およびコンプライアントバンプを研削して、コンプライアントバンプの上面を平坦化し、それにより、コンプライアントバンプの平坦化された上面が犠牲層を通じてアクセスできるようにすることを含む。方法は、研削ステップ後に、犠牲層を除去して、コンプライアントバンプおよび接点を露出させ、マイクロ電子素子の第1の表面上およびコンプライアントバンプ上にわたってシリコーン層を堆積させ、半導体ウエハの第1の表面でアクセスできる接点を露出させるためにシリコーン層を選択的に除去することを含んでいてもよい。接点と電気的に接続される第1の端部とコンプライアントバンプの平坦化された上面に位置する第2の端部とを有する、導電トレースが設けられる。導電トレースの第2の端部と接触して導電要素が設けられることが好ましい。複数の個々のチップパッケージを設けるためにマイクロ電子素子がダイスカットされてもよい。 In another preferred embodiment of the present invention, a method of forming a microelectronic assembly forms a semiconductor wafer having a first surface and contacts accessible on the first surface, on the first surface of the semiconductor wafer. Compliant bumps over, depositing a sacrificial layer over the compliant bumps, grinding the sacrificial layer and compliant bumps to planarize the top surface of the compliant bumps, thereby providing a planarized top surface of the compliant bumps Enabling access through the sacrificial layer. Method, after grinding step, by removing the sacrificial layer to expose the compliant bumps and the contact, depositing the silicon over down layer over the first surface and the compliant bumps of the microelectronic device, a semiconductor wafer it may include selectively removing the silicon over down layer to expose the contacts accessible at the first surface. A conductive trace is provided having a first end electrically connected to the contact and a second end located on the planarized top surface of the compliant bump. A conductive element is preferably provided in contact with the second end of the conductive trace. The microelectronic element may be diced to provide a plurality of individual chip packages.
導電要素は導電ポストであってもよい。導電要素または導電ポストは、導電要素/ポストがコンプライアントバンプ上に位置するように導電トレースの第2の端部上にメッキされてもよい。 The conductive element may be a conductive post. The conductive element or post may be plated on the second end of the conductive trace such that the conductive element / post is located on the compliant bump.
マイクロ電子アセンブリは、第1の表面と該第1の表面でアクセスできる接点とを有する半導体ウエハと、半導体ウエハの第1の表面上に位置するコンプライアントバンプであって、各コンプライアントバンプが平面などの平坦な上面を有する、コンプライアントバンプとを含む。アセンブリは、半導体ウエハの第1の表面上およびコンプライアントバンプ上に位置するシリコーン層を含むことが望ましく、その場合、コンプライアントバンプの平坦な上面および接点がシリコーン層を通じてアクセスできる。アセンブリは、接点と電気的に接続される第1の端部とコンプライアントバンプの平坦化された上面に位置する第2の端部とを有する導電トレースと、導電トレースの第2の端部と接触する導電要素とを含むことが好ましい。導電要素は、半田球、導電ポスト、または導電ピンであってもよい。半導体ウエハは1つ以上のメモリチップを含んでいてもよい。ウエハはまた、DDR3またはDDR4チップなどの1つ以上のダブルデータレート(DDR)チップを含んでいてもよい。 The microelectronic assembly includes a semiconductor wafer having a first surface and contacts accessible on the first surface, and compliant bumps located on the first surface of the semiconductor wafer, each compliant bump being planar. And a compliant bump having a flat upper surface. Assembly desirably includes a silicon over down layer located on the first surface and the compliant on the bump of the semiconductor wafer, in which case the flat upper surface and the contact of the compliant bumps accessible through silicone over down layer. The assembly includes a conductive trace having a first end electrically connected to the contact and a second end located on the planarized top surface of the compliant bump, and a second end of the conductive trace; Preferably in contact with the conductive element. The conductive element may be a solder ball, a conductive post, or a conductive pin. The semiconductor wafer may include one or more memory chips. The wafer may also include one or more double data rate (DDR) chips, such as DDR3 or DDR4 chips.
好ましい実施形態において、コンプライアントバンプまたはコンプライアント層は、弾性率が低い材料から形成されることが好ましい。コンプライアント層は、シリコーン、軟化エポキシ、ポリイミド、熱硬化性高分子、フッ素重合体、および、熱可塑性高分子などの材料から形成されてもよい。 In a preferred embodiment, the compliant bump or compliant layer is preferably formed from a material having a low modulus of elasticity. Compliant layer, silicon over emissions, softening an epoxy, polyimide, thermoset polymer, a fluoropolymer, and may be formed from a material such as a thermoplastic polymer.
マイクロ電子アセンブリは、導電要素(例えば導電ポスト)とマイクロ電子素子の接点とを電気的に相互接続するために細長い導電要素を含むことが望ましい。細長い導電要素は、銅、金、ニッケル、および、合金、これらの組み合わせ、および、これらの複合体などの材料を含んでもよい。好ましい実施形態では、細長い導電要素がボンドリボンまたは導電トレースであってもよい。細長い導電要素は、コンプライアントバンプ上または誘電バンプ上にわたって延在していることが好ましい。 The microelectronic assembly desirably includes elongated conductive elements to electrically interconnect conductive elements (eg, conductive posts) and microelectronic device contacts. The elongated conductive element may include materials such as copper, gold, nickel, and alloys, combinations thereof, and composites thereof. In a preferred embodiment, the elongated conductive element may be a bond ribbon or a conductive trace. The elongated conductive element preferably extends over the compliant bump or over the dielectric bump.
1つの実施形態では、導電ポストのうちの少なくとも1つがコンプライアントバンプのうちの少なくとも1つの上に配置されてもよい。他の好ましい実施形態では、各導電ポストがコンプライアントバンプのうちの1つの上に配置される。更なる他の好ましい実施形態では、2つ以上の導電ポストが単一のコンプライアントバンプ上に配置されてもよい。各導電ポストは、コンプライアントバンプまたはコンプライアント層に隣接するベースと、コンプライアントバンプまたはコンプライアント層から離れるチップとを有することが望ましい。導電ポストは、該ポストがマイクロ電子アセンブリ上の最も高い/最も丈のある構造体となるように、半田マスクの厚さよりも高い高さを有することが好ましい。結果として、マイクロ電子アセンブリの検査中、導電ポストのチップは、検査ボード上の導電パッドと係合するための第1の要素である。1つの好ましい実施形態において、導電ポストは約50〜300ミクロンの高さを有することが望ましい。1つの好ましい実施形態において、導電ポストのうちの少なくとも1つは、約100〜600ミクロンの直径を有するベースと約40〜200ミクロンの直径を有するチップとを有する、円錐台形状を成す。導電ポストは、銅、銅合金、金、および、これらの組み合わせなどの導電材料から形成されてもよい。 In one embodiment, at least one of the conductive posts may be disposed on at least one of the compliant bumps. In other preferred embodiments, each conductive post is disposed on one of the compliant bumps. In still other preferred embodiments, two or more conductive posts may be disposed on a single compliant bump. Each conductive post desirably has a base adjacent to the compliant bump or compliant layer and a chip away from the compliant bump or compliant layer. The conductive post preferably has a height that is higher than the thickness of the solder mask so that the post is the tallest / tallest structure on the microelectronic assembly. As a result, during testing of the microelectronic assembly, the tips of the conductive posts are the first element for engaging the conductive pads on the test board. In one preferred embodiment, it is desirable that the conductive posts have a height of about 50-300 microns. In one preferred embodiment, at least one of the conductive posts has a frustoconical shape with a base having a diameter of about 100-600 microns and a tip having a diameter of about 40-200 microns. The conductive posts may be formed from a conductive material such as copper, copper alloy, gold, and combinations thereof.
コンプライアントバンプは、マイクロ電子素子の第1の表面から離間される上面と、コンプライアントバンプの上面とマイクロ電子素子の第1の表面との間で延在する傾斜面とを有することが好ましい。導電トレースはコンプライアントバンプの傾斜面上にわたって延在することが望ましい。 The compliant bump preferably has an upper surface spaced from the first surface of the microelectronic element and an inclined surface extending between the upper surface of the compliant bump and the first surface of the microelectronic element. The conductive traces preferably extend over the compliant bump ramp.
以下、本発明のこれらの好ましい実施形態および他の好ましい実施形態について更に詳しく説明する。 These preferred embodiments of the present invention and other preferred embodiments are described in further detail below.
本発明の好ましい実施形態に係る図1を参照すると、ウエハ20は上面22を含んでおり、上面22は、該上面でアクセスできる接点(図示せず)を有する。ウエハ20は、上面22と反対側の下面24も含む。1つの実施形態において、ウエハは、複数の半導体チップを有する半導体ウエハである。他の実施形態において、ウエハは、DRAMチップまたはDDRチップなどの複数のメモリチップを有する。非常に好ましい実施形態では、ウエハが1つ以上のDDR3チップまたはDDR4チップを有する。
Referring to FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention, the
図2を参照すると、開口28を有するステンシルまたはスクリーン26がウエハ20の上面22と並置されている。シリコーンなどの硬化可能な材料30が、ステンシルの開口28を通じて、ウエハ20の上面22上にスクリーン印刷される。スクリーン印刷された材料30は、ウエハ20の第1の表面22上にわたって位置する硬化可能材料の複数のバンプ32を形成することが好ましい。複数の硬化可能バンプ32は、ウエハ20の第1の表面22でアクセスできる接点(図示せず)を覆わないことが好ましい。バンプがウエハ上にステンシル印刷された後、バンプ32が硬化されて、コンプライアントバンプが設けられる。
Referring to FIG. 2, a stencil or screen 26 having an
1つの実施形態において、ウエハは、メモリチップなどの単一のマイクロ電子チップと置き換えられてもよい。ウエハ20の上面22に誘電不動態層(図示せず)が堆積または付着されてもよい。不動態層は、半導体チップの接点支持面上に一般に見出されるSiO2不動態層であってもよい。他の実施形態では、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、光画像化可能な誘電体などの別個の誘電不動態層が使用されてもよい。別個の不動態層が使用される場合、該不動態層は、当業者により一般に知られて使用される電子グレードの接着剤のうちの任意の1つを使用して、上面でスピンされて平面的なシート状形態へと作り上げられてもよく、または誘電シートが上面に積層されてもよい。不動態層は、ウエハ20の上面22を覆うとともに、細長いトレースまたはボンドリボンなどの導電要素を接点に対して取り付ける(例えば、メッキによって)ことができるように接点(図示せず)を露出させたままとすることが好ましい。
In one embodiment, the wafer may be replaced with a single microelectronic chip such as a memory chip. A dielectric passivation layer (not shown) may be deposited or deposited on the
1つの実施形態では、コンプライアントバンプが不動態層(図示せず)の露出表面上に堆積され或いは積層されることが好ましい。コンプライアントバンプは、その開示内容を引用することにより本明細書の一部をなすものとする同一出願人による米国特許第6,211,572号明細書、第6,284,563号明細書、第6,465,878号明細書、第6,847,101号明細書、および、第6,847,107号明細書、並びに、同時係属の米国出願第09/020,647号および第10/873,883号に開示されるように形成され及び/又はこれらに開示されるような形状を有してもよい[TESSERA 078ケースライン]。コンプライアントバンプは、硬化されるときに不動態層に付着される硬化可能な液体を使用して、不動態層上にステンシル印刷され、スクリーン印刷され、あるいは、トランスファー成形されてもよい。あるいは、コンプライアントバンプは、電子グレードの接着剤を使用して、硬化されたコンプライアントパッドの形態で不動態層の露出表面に対して付着されてもよい。コンプライアントバンプは、低弾性率の弾性材料などの多種多様な材料から形成されてもよい。コンプライアントバンプは、シリコーン、軟化エポキシ、ポリイミド、および、他の熱硬化性の高分子、フッ素重合体、および、熱可塑性高分子などの高分子材料および他の材料から作成されてもよい。 In one embodiment, compliant bumps are preferably deposited or laminated on the exposed surface of the passive layer (not shown). Compliant Bump is commonly assigned U.S. Patent Nos. 6,211,572, 6,284,563, which are incorporated herein by reference. 6,465,878, 6,847,101, and 6,847,107, and co-pending US applications 09 / 020,647 and 10 / 873,883 may be formed and / or have a shape as disclosed therein [TESSERA 078 caseline]. Compliant bumps may be stencil printed, screen printed, or transfer molded onto the passive layer using a curable liquid that is applied to the passive layer when cured. Alternatively, the compliant bumps may be attached to the exposed surface of the passive layer in the form of a cured compliant pad using an electronic grade adhesive. The compliant bumps may be formed from a wide variety of materials, such as low modulus elastic materials. Compliant bumps are silicone over emissions, softening an epoxy, and polyimide, other thermoset polymer, a fluoropolymer, and may be made from polymeric materials and other materials, such as a thermoplastic polymer .
メッキシード層(図示せず)が、例えばスパッタリング工程を使用することによって前述したアセンブリ上に堆積されてもよい。典型的なメッキシード層材料としては、パラジウム(無電解メッキにおいて)、チタン、タングステンニッケル、および、クロムが挙げられる。しかしながら、他の好ましい実施形態では、主に銅から形成されるシード層が使用されてもよい。 A plating seed layer (not shown) may be deposited on the assembly described above, for example by using a sputtering process. Typical plating seed layer materials include palladium (in electroless plating), titanium, tungsten nickel, and chromium. However, in other preferred embodiments, a seed layer formed primarily from copper may be used.
導電トレースは、該導電トレースの第1の端部の近傍の接点を電気的に相互に接続するとともに、コンプライアントバンプのうちの1つの上に位置する第2の端部へと延在することが好ましい。導電トレースは、接点上に直接にメッキされてもよい。好ましい導電トレース材料としては、銅、金、ニッケル、および、合金、これらの組み合わせ、並びに、これらの複合体が挙げられる。 The conductive trace electrically interconnects the contacts near the first end of the conductive trace and extends to a second end located on one of the compliant bumps. Is preferred. The conductive traces may be plated directly on the contacts. Preferred conductive trace materials include copper, gold, nickel, and alloys, combinations thereof, and composites thereof.
導電トレースの第2の端部だけが露出されるように、アセンブリの上端にわたって半田マスク層が堆積され或いは積層されてもよい。マスク層が誘電体材料であってもよい。半田マスクは、スクリーン印刷されて、露光され、および、現像され或いは積層されたシート、フォトレジスト材料を備えていてもよく、あるいは、アセンブリ上に堆積され或いは積層されるパラリンエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素重合体などを備えていてもよい。 A solder mask layer may be deposited or laminated over the top of the assembly so that only the second end of the conductive trace is exposed. The mask layer may be a dielectric material. The solder mask may comprise a screen printed, exposed and developed or laminated sheet, a photoresist material, or may be deposited or laminated on the assembly, a paraline epoxy resin, a polyimide resin, A fluoropolymer or the like may be provided.
図3を参照すると、コンプライアントバンプ32上に犠牲保護コーティング34が設けられることが好ましい。犠牲保護コーティング34は、コンプライアントバンプ、ウエハ20の第1の表面22、および、ウエハの第1の表面でアクセスできる接点(図示せず)を覆う。以下で更に詳しく説明するように、犠牲保護層34は、コンプライアントバンプ32のための支持マトリクスを設けるとともに、更なる処理ステップ中にわたってウエハ20の第1の表面22を保護する。
Referring to FIG. 3, a sacrificial
図4を参照すると、犠牲保護層34およびコンプライアントバンプ32は、バンプ上に平坦な平面を形成するように平坦化されることが好ましい。1つの実施形態において、コンプライアントバンプは、コンプライアントバンプおよび犠牲保護層の一部を除去するために研削され或いは研磨される。図4に示されるように、犠牲保護層34の一部は、コンプライアントバンプ32の一部(すなわち、平坦な上面)を露出させるように除去される。コンプライアントバンプは、コンプライアントバンプ32上に略平坦な平面36を形成するように研削され或いは研磨される。平坦面36は、アクセス可能であり、及び/又は、犠牲保護層34を通じて露出される。犠牲保護層34は、コンプライアントバンプ32が研削プロセス中に移動するのを防止する支持マトリクスを設ける。また、犠牲層34は、ウエハ20の第1の表面22でアクセスできる1つ以上の接点38を保護する。したがって、犠牲保護層34は、ウエハの第1の表面を保護するとともに、研削されたコンプライアントバンプ32からの残渣によって引き起こされ得る第1の表面の汚染を防止する。
Referring to FIG. 4, the sacrificial
図5を参照すると、コンプライアントバンプを研削した後、犠牲層が除去され、ウエハ20の第1の表面22、第1の表面22でアクセスできる1つ以上の接点38、および、コンプライアントバンプ32の側面が露出される。
Referring to FIG. 5, after grinding the compliant bump, the sacrificial layer is removed and the
図6を参照すると、ウエハの第1の表面22上、研削されたコンプライアントバンプ32上、および、1つ以上の接点(図示せず)上には、一般にランパント(rampant)層とも称される光画像化可能層40が堆積される。好ましい実施形態において、光画像化可能層40は、ウエハ上およびコンプライアントバンプ上にスピンコーティングされる。1つの好ましい実施形態において、層40は、識別子Dow Corning WL−5150またはWL−6910の下で一般に販売されるシリコーンなどの光画像化可能シリコーン層である。光画像化可能層40は、研削されたコンプライアントバンプ32上に見出される任意の鋭いエッジを平滑化することが好ましい。エッジ上にわたって延在する任意の導電要素が熱サイクル中に過度の応力によって損傷されないように、鋭いエッジを除去して応力集中を回避することが好ましい。
Referring to FIG. 6, on the
図7を参照すると、ウエハ20の上面でアクセスできる1つ以上の接点(図示せず)を露出させるために、光画像化可能層40の一部が選択的に除去される。
Referring to FIG. 7, a portion of the photoimageable layer 40 is selectively removed to expose one or more contacts (not shown) that are accessible on the top surface of the
図8を参照すると、導電トレース42がウエハ20の第1の表面上およびコンプライアントバンプ32上に形成される。導電トレース42は、ウエハの第1の表面上に見出される1つ以上の接点(図示せず)と電気的に相互に接続される第1の端部と、コンプライアントバンプ32上に設けられる平坦面36上に位置する第2の端部とを有することが好ましい。導電トレースは、例えば金属を堆積させた後に金属を除去して細長い導電要素を形成するなどの方法によって形成されてもよい。導電トレース42が形成された後、導電トレース42上、コンプライアントバンプ32上、および、ウエハ20の第1の表面上に半田マスク層44が堆積されてもよい。半田マスク層44の一部は、コンプライアントバンプ32の上端平面36上にわたって位置する導電トレース42の第2の端部を露出させるために除去されてもよい。プリント回路基板などの外部要素との電気的な相互接続を形成するため、半田球などの導電要素46が半田マスク層44の開口内に堆積されてもよい。半田球などの導電要素46は、導電トレース42の第2の端部と電気的に相互に接続されることが好ましい。導電要素46は、コンプライアントバンプ36上に載置する導電バンプを形成するようにリフローされてもよい。導電要素46は、導電トレース42を介してウエハ20上の1つ以上の接点と接触することが好ましい。
Referring to FIG. 8, conductive traces 42 are formed on the first surface of
図8を参照すると、導電要素46は、導電トレースのそれぞれの第2の端部上に形成される。導電要素46は、それらが半導体ウエハまたはチップの上面よりも上側に突出するようにメッキされ或いは堆積されてもよい。1つの好ましい実施形態において、各導電要素は、導電トレースの第2の端部に対して接続されることが好ましい。 Referring to FIG. 8, a conductive element 46 is formed on each second end of the conductive trace. The conductive elements 46 may be plated or deposited such that they protrude above the top surface of the semiconductor wafer or chip. In one preferred embodiment, each conductive element is preferably connected to the second end of the conductive trace.
1つの実施形態において、導電要素46は、プリント回路基板などの外部基板とマイクロ電子アセンブリとを取り外し不可能に接続するために使用されてもよい。導電要素は、半田などの可溶性材料を含んでもよい。導電要素46は、マイクロ電子アセンブリと回路基板とを取り外し不可能に接続するためにリフローされてもよい。 In one embodiment, the conductive element 46 may be used to non-removably connect an external substrate such as a printed circuit board and the microelectronic assembly. The conductive element may include a soluble material such as solder. Conductive element 46 may be reflowed to permanently connect the microelectronic assembly and circuit board.
本発明の他の実施形態に係る図9を参照すると、図1から図7に関して前述したステップのうちの1つ以上を使用してマイクロ電子アセンブリが形成される。マイクロ電子アセンブリは、平坦化された上面を有する研削されたコンプライアントバンプ132上に堆積される光画像化可能層140を含む。
Referring to FIG. 9, according to another embodiment of the present invention, a microelectronic assembly is formed using one or more of the steps described above with respect to FIGS. The microelectronic assembly includes a
図10を参照すると、コンプライアントバンプ132上の平坦面136を露出させるために、光画像化可能層140の一部が選択的に除去される。光画像化可能層140の除去は、ウエハ120の第1の表面でアクセスできる1つ以上の接点138も露出させる。光画像化可能層140は、コンプライアントバンプ132の領域で各バンプ上に現れる。
Referring to FIG. 10, a portion of the
図11を参照すると、光画像化可能層140上に導電トレース142が形成されることが好ましい。導電トレース142は、コンプライアントバンプ132の上端平面136からウエハ120の第1の表面でアクセスできる1つ以上の接点(図示せず)へと延在することが好ましい。導電トレース142は、ウエハ上に導電金属の層を堆積させるとともに、導電トレースを形成するために該金属を選択的に除去することによって形成されてもよい。導電トレース142上に半田レジスト材料144の層が堆積されるのが好ましい。半田レジスト層144は、コンプライアントバンプ132の平坦面上に導電トレースの第2の端部を露出させるために選択的に除去されてもよい。半田球、導電ポスト、または導電ピンなどの導電要素146が、導電トレース142の露出された第2の端部上に堆積されてもよい。
Referring to FIG. 11, a
図12は、図10に示されるアセンブリに類似するマイクロ電子アセンブリを示している。マイクロ電子アセンブリは第1の表面を有する半導体ウエハ220を含み、1つ以上の接点238が第1の表面でアクセスできる。マイクロ電子アセンブリは、平坦面236を有するコンプライアントバンプ232も含む。
FIG. 12 shows a microelectronic assembly similar to the assembly shown in FIG. The microelectronic assembly includes a
図13を参照すると、平坦面を有するコンプライアントバンプ232上に導電トレース242が形成される。導電トレースは、ウエハ220の第1の表面でアクセスできる1つ以上の接点と電気的に相互接続される第1の端部と、コンプライアントバンプ232の平坦面236上にわたって位置する第2の端部とを有する。半田マスク層244が導電トレース242上に堆積されてもよい。半田マスク層244は、コンプライアントバンプ232の平坦面上に導電トレース242の第2の端部を露出させるために選択的に除去されてもよい。細長い導電ポスト236またはピンがコンプライアントバンプ232の平坦面上に設けられてもよい。1つの好ましい実施形態では、導電ポスト246がコンプライアントバンプ232上にメッキされる。他の好ましい実施形態では、モールドを使用して導電ポスト246がコンプライアントバンプ上に堆積される。更なる他の好ましい実施形態において、導電ポスト246は、マイクロ電子アセンブリから離れて予備成形された後、コンプライアントバンプ232上の平坦面に取り付けられる。導電ポスト246は、導電トレース244を介して、ウエハ上の1つ以上の接点と電気的に相互接続されることが好ましい。1つの好ましい実施形態において、導電ポスト246は略平坦なチップを有する。導電ポスト246の略平坦なチップ250は共通平面内に位置してもよい。
Referring to FIG. 13,
ポストの寸法は、かなり大きな範囲にわたって変化してもよい。好ましい実施形態において、ポストは、約50〜300ミクロンのコンプライアント層の上面を超える高さを有する。各ポスト246は、コンプライアントバンプに隣接するベースと、コンプライアント層から離れたチップ250とを有する。導電ポスト246は、任意の導電材料から形成されてもよいが、銅、銅合金、金、および、これらの組み合わせなどの金属材料から形成されるのが望ましい。例えば、導電ポスト246が銅から形成されてもよく、その場合、ポストの表面に金の層が設けられる。
Post dimensions may vary over a fairly large range. In a preferred embodiment, the post has a height above the upper surface of the compliant layer of about 50-300 microns. Each
図14Aを参照すると、1つの好ましい実施形態において、DRAMウエハなどの半導体ウエハ320は、上面322と、該上面から離れた下面324とを有する。ウエハ320は、その上面でアクセスできる接点338を含む。ウエハ320の上面322上にコンプライアントバンプ332が設けられることが好ましい。1つの実施形態において、コンプライアントバンプ332は、硬化可能な材料の塊をウエハ320上にステンシル印刷またはスクリーン印刷することによって形成される。硬化可能材料の塊は、硬化された後に、略平坦な上端平面336を有するコンプライアントバンプ332を設けるために研磨され或いは研削されることが好ましい。
Referring to FIG. 14A, in one preferred embodiment, a
図14Bを参照すると、ウエハ320の上面、1つ以上の接点338上、および、コンプライアントバンプ332上にわたって、シード層340が堆積されるのが望ましい。1つの好ましい実施形態では、シード層がウエハの上面にわたってスパッタリングされる。シード層340は、チタンなどの導電金属を備えていてもよい。
Referring to FIG. 14B, a
図14Cを参照すると、フォトレジスト層345がシード層340上に堆積される。1つの好ましい実施形態では、フォトレジスト層345が電気泳動フォトレジスト層である。その後、フォトレジスト層が露光されて、フォトレジスト層345の一部が選択的に除去されることにより、1つ以上の開口352が設けられる。
Referring to FIG. 14C, a
図14Dを参照すると、導電リードまたはトレース342がフォトレジスト層345の開口上にメッキされることが好ましい。図14Dに示されるように、導電トレース342は、ウエハ上の接点338と接触する第1の端部354と、コンプライアントパッド332の平坦面上に位置する第2の端部356とを有する。
Referring to FIG. 14D, conductive leads or traces 342 are preferably plated over the openings in the
図14Eを参照すると、その後、フォトレジスト層345が剥ぎ取られ或いは除去される。図14Fを参照すると、導電トレース342、接点338、および、コンプライアントバンプ332上にわたって、第2のフォトレジスト層358が堆積される。第2のフォトレジスト層358は電気泳動フォトレジスト層を含んでもよい。第2のレジスト層358は、導電トレース342の第2の端部356と位置合わせされる開口360を形成するために露光される。
Referring to FIG. 14E, the
図14Gを参照すると、第2のフォトレジスト層358の開口内にピンを電気メッキすることによって、コンプライアントバンプ上に導電ピン350が形成されるのが好ましい。1つの実施形態では、導電ピンが銅から形成される。
Referring to FIG. 14G,
導電ポスト350は、導電トレース342を介してウエハ上の接点338と電気的に相互接続されることが好ましい。
図14Hを参照すると、導電ポスト350がメッキされた後、導電トレース342を露出させるために第2のフォトレジスト層が除去される。図14Hおよび図14Iを参照すると、シード層340がウエハ320の上面322から除去される。
Referring to FIG. 14H, after the
図14Jを参照すると、ウエハ320の上面にわたって誘電オーバーコート層362または半田マスク層が堆積される。誘電オーバーコート層362は、導電トレース342およびコンプライアントバンプ332の一部を覆う。誘電オーバーコート層362には開口364が形成され、この開口364を通じて導電ポスト350が突出する。
Referring to FIG. 14J, a dielectric overcoat layer 362 or solder mask layer is deposited over the top surface of the
図15を参照すると、プローブピン372などの導電要素を有する検査ボード370を用意することによって、図14Jのウエハレベルアセンブリが検査されてもよい。プローブピン372は、マイクロ電子アセンブリをバーンインする及び/又は検査するためにマイクロ電子アセンブリ上の導電ポスト350に当接される。プローブピン372と導電ポスト350との間の任意の非平面性は、コンプライアントバンプ332のコンプライアンスによって補償される。
Referring to FIG. 15, the wafer level assembly of FIG. 14J may be inspected by providing an
従来のダイレベルバーンイン(BI)技術は、個々のダイバーンインおよび検査のために仮のダイキャリアを利用する。個々のダイをそのような仮のキャリア上に装着する必要性は、大量生産技術でのバーンインのコストを大幅に増大させる。従来のウエハレベルバーンイン(WLBI)技術は、一般に、犠牲金属層法および直接接触法を含む。犠牲金属層法は、検査後に除去される一時的な再分配金属層の堆積を必要とし、したがって、製造プロセスの複雑さが高まる。他の問題は、パッケージング前にバーンインが行なわれ、また、剥き出しのダイがパッケージ化された製品と比べて環境にかなり影響され、したがって、取り扱い及び環境問題に起因して歩留まりが低下するという点である。直接接触ウエハレベルバーンイン法は、多くのデバイスの同時検査を可能にする。バーンインシステムとは無関係に全てのピンと接続するフルウエハ接触器は、マイクロスプリングまたはポゴピンによって実施される。しかしながら、非常に高いピンカウントおよび小さいピッチを伴うフル接触プローブカードはとても高価である。 Conventional die level burn-in (BI) technology utilizes a temporary die carrier for individual die burn-in and inspection. The need to mount individual dies on such a temporary carrier greatly increases the cost of burn-in in mass production technology. Conventional wafer level burn-in (WLBI) techniques generally include a sacrificial metal layer method and a direct contact method. The sacrificial metal layer method requires a temporary redistribution metal layer deposition that is removed after inspection, thus increasing the complexity of the manufacturing process. Other problems are burn-in prior to packaging, and the exposed die is significantly more environmentally affected than packaged products, thus reducing yield due to handling and environmental issues. It is. The direct contact wafer level burn-in method allows simultaneous inspection of many devices. Full wafer contactors that connect to all pins independently of the burn-in system are implemented by microsprings or pogo pins. However, full contact probe cards with very high pin counts and small pitches are very expensive.
本発明は、パッケージ内にコンプライアンスを組み入れる。それぞれの個々の入力/出力下に設けられるコンプライアントバンプは、インターポーザを伴うことなくウエハレベル検査を行なうことを可能にする。これは、コンプライアントバンプがウエハレベルプロービング中のそれらの変形による入力/出力の非平面性を補償するからである。また、好ましい実施形態では、必要なプロービング力および接触抵抗を小さくするために、銅ピンまたは導電ポストがBGA球に取って代わる。更に、本発明は、前述の問題のそれぞれに直面することなくウエハレベルバーンイン(WLBI)および検査を可能にする。 The present invention incorporates compliance within the package. Compliant bumps provided under each individual input / output allow wafer level inspection to be performed without an interposer. This is because compliant bumps compensate for input / output non-planarity due to their deformation during wafer level probing. Also, in the preferred embodiment, copper pins or conductive posts replace BGA spheres to reduce the required probing force and contact resistance. Furthermore, the present invention allows for wafer level burn-in (WLBI) and inspection without facing each of the aforementioned problems.
ポストの寸法は、かなり大きな範囲にわたって変化してもよい。1つの好ましい実施形態において、ポストは、約50〜300ミクロンのコンプライアント層の上面を超える高さを有する。各ポスト246は、コンプライアントバンプに隣接するベースと、コンプライアント層から離れたチップ250とを有する。導電ポスト246は、任意の導電材料から形成されてもよいが、銅、銅合金、金、および、これらの組み合わせなどの金属材料から形成されるのが望ましい。例えば、導電ポスト246が銅から形成されてもよく、その場合、ポストの表面に金の層が設けられる。
Post dimensions may vary over a fairly large range. In one preferred embodiment, the post has a height above the top surface of the compliant layer of about 50-300 microns. Each
1つの好ましい実施形態では、メッキなどの従来のプロセスが導電トレースを形成してもよく、また、導電ポストは、その開示内容を引用することにより本明細書の一部をなすものとする同一出願人による米国特許第6,177,636号明細書に開示される方法を使用して形成されてもよい。更なる他の好ましい実施形態において、導電ポストは、個々の要素として製造されるとともに、導電ポストを導電トレースの第2の端部に対して接続する任意の適した態様でマイクロ電子アセンブリへと組み立てられてもよい。更に他の好ましい実施形態において、アセンブリは、シード層を堆積させ、マイクロ電子素子の接点と接続される第1の端部とコンプライアント層上に配置される第2の端部とを有する導電トレースをメッキし、コンプライアント層上に導電トレースと接触した状態で導電ポストをメッキし、シード層を除去することよって形成されてもよい。また、アセンブリは、導電ポストを無電解メッキすることによって形成されてもよい。導電ポストは、銅またはニッケルを使用してポストを無電解メッキすることによって形成されてもよい。他の実施形態では、本明細書中に記載された任意の方法を使用して、導電トレースの第2の端部上にわたって導電ピンまたは球などの導電要素が設けられてもよい。 In one preferred embodiment, conventional processes such as plating may form conductive traces, and conductive posts are incorporated by reference in the same application which is hereby incorporated by reference. It may be formed using the method disclosed in human US Pat. No. 6,177,636. In still other preferred embodiments, the conductive posts are manufactured as individual elements and assembled into a microelectronic assembly in any suitable manner that connects the conductive posts to the second end of the conductive traces. May be. In yet another preferred embodiment, the assembly deposits a seed layer and has a conductive trace having a first end connected to the contact of the microelectronic element and a second end disposed on the compliant layer. May be formed by plating the conductive posts on the compliant layer in contact with the conductive traces and removing the seed layer. The assembly may also be formed by electroless plating the conductive posts. The conductive posts may be formed by electroless plating the posts using copper or nickel. In other embodiments, a conductive element, such as a conductive pin or sphere, may be provided over the second end of the conductive trace using any of the methods described herein.
マイクロ電子アセンブリを検査するために、導電ポスト246のチップ250が回路基板の導電パッドと並置される。チップ250は導電パッドに対して押し付けられてもよい。コンプライアントバンプ232により、導電ポストのチップがウエハ220上の接点に対して移動することができ、それにより、ポストと導電パットとの間の非平面性および熱的不整合が調整される。マイクロ電子アセンブリの検査が成功する場合、アセンブリは、半田または他の可溶性材料或いは導電材料を使用することによって、プリント回路基板などの基板に対して取り外し不可能に取り付けられてもよい。
To inspect the microelectronic assembly, the
本発明の1つの好ましい実施形態では、導電ポストが略円錐台形状であってもよく、それにより、各ポストのベースおよびチップが略円形となる。これらの特定の好ましい実施形態では、一般に、ポストのベースの直径が約100〜600ミクロンであり、一方、チップの直径が一般に約40〜200ミクロンである。導電ポストの外面は、随意的に、金、金/ニッケル、金/オスミウム、または、金/パラジウムなどの導電性が高い層でメッキされてもよく、あるいは、ポストが基板に対して半田付けされ或いはソケット嵌合されるときに良好な接続が成されるようにするために、オスミウムなどの耐摩耗性の導電コーティングでメッキされてもよい。 In one preferred embodiment of the present invention, the conductive posts may be substantially frustoconical, so that the base and tip of each post are substantially circular. In these particular preferred embodiments, the diameter of the base of the post is generally about 100-600 microns, while the diameter of the tip is generally about 40-200 microns. The outer surface of the conductive post may optionally be plated with a highly conductive layer such as gold, gold / nickel, gold / osmium, or gold / palladium, or the post may be soldered to the substrate. Alternatively, it may be plated with a wear-resistant conductive coating such as osmium to ensure a good connection when socketed.
本発明の好ましい実施形態において、ポストは、各ポストのチップが対向する接点パッドと係合されるときに、チップに接点パッドを横切って拭き取らせる傾斜動作を容易にする形状を有していてもよい。この傾斜動作は確実な電気的接触を促す。その開示内容を引用することにより本明細書の一部をなすものとする「MICRO PIN GRID ARRAY WITH WIPING ACTION」と題される2004年11月10日に出願された同時係属の同一出願人による米国特許出願第10/985,126号において更に詳しく記載されるように、ポストには、そのような拭き取り動作を促進し、さもなければポストおよび接点の係合を容易にする機能が備えられていてもよい。拭き取り及び/又は良好な電気接触を促進する他の形状および構造を有する導電ポストは、その開示内容を引用することにより本明細書の一部をなすものとする「MICRO PIN GRID WITH PIN MOTION ISOLATION」と題される2004年11月10日に出願された同時係属の同一出願人による米国特許出願第10/985,119号、および、「MICROELECTRONIC PACKAGES AND METHODS THEREFOR」と題される2004年12月16日に出願された同一出願人による米国特許出願第11/014,439号に更に詳しく開示されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the post has a shape that facilitates a tilting action that causes the tip to wipe across the contact pad when the tip of each post is engaged with the opposing contact pad. Also good. This tilting action promotes reliable electrical contact. United States by co-pending same applicant filed November 10, 2004 entitled "MICRO PIN GRID ARRAY WITH WIPING ACTION", which is hereby incorporated by reference. As described in more detail in patent application Ser. No. 10 / 985,126, the post is provided with a function that facilitates such wiping action or otherwise facilitates engagement of the post and contacts. Also good. Conductive posts having other shapes and structures that facilitate wiping and / or good electrical contact are incorporated herein by reference to “MICRO PIN GRID WITH PIN MOTION ISOLATION”. US patent application Ser. No. 10 / 985,119 filed Nov. 10, 2004, entitled “MICROELECTRONIC PACKAGES AND METHODS THEREFOR”, filed Dec. 16, 2004 Further details are disclosed in commonly assigned US patent application Ser. No. 11 / 014,439 filed on the same day.
本発明の1つの好ましい実施形態では、マイクロ電子素子間の電気的な相互接続の形成を促すため、また、マイクロ電子パッケージの検査を容易にするため、その開示内容を引用することにより本明細書の一部をなすものとする米国特許第4,804,132号明細書および第5,083,697号明細書に開示されるような粒子コーティング材が、マイクロ電子パッケージの1つ以上の導電部品上に設けられてもよい。粒子コーティング材は、導電ポストの導電端子またはチップ端部などの導電部品上に設けられることが好ましい。1つの特に好ましい実施形態において、粒子コーティング材は、標準的なフォトレジスト技術を使用してマイクロ電子素子の導電部品上に選択的に電気メッキされる、金属化ダイヤモンド結晶コーティング材である。動作時、ダイヤモンド結晶コーティングを伴う導電部品は、接点パッドの外面に存在する酸化層を穿孔するために対向する接点パッド上に押し付けられてもよい。ダイヤモンド結晶コーティングは、従来の拭き取り動作に加えて、酸化物層の貫通により信頼性のある電気相互接続の形成を容易にする。 In one preferred embodiment of the present invention, the present disclosure is incorporated herein by reference for its disclosure to facilitate the formation of electrical interconnections between microelectronic elements and to facilitate inspection of microelectronic packages. The particle coating material as disclosed in US Pat. Nos. 4,804,132 and 5,083,697, which are part of US Pat. It may be provided above. The particle coating material is preferably provided on a conductive component such as a conductive terminal or a chip end of the conductive post. In one particularly preferred embodiment, the particle coating material is a metallized diamond crystal coating material that is selectively electroplated onto the conductive components of the microelectronic device using standard photoresist techniques. In operation, a conductive component with a diamond crystal coating may be pressed onto the opposing contact pad to drill an oxide layer present on the outer surface of the contact pad. The diamond crystal coating facilitates the formation of a reliable electrical interconnect through the oxide layer in addition to the conventional wiping operation.
また、ポストは、その開示内容を引用することにより本明細書の一部をなすものとする「Formation of Circuitry With Modification of Feature Height」と題される2004年10月6日に出願された同時係属の同一出願人による米国特許出願第10/959,465号に開示されるようなプロセスによって作成されてもよい。 Also, the Post is co-pending filed October 6, 2004 entitled “Formation of Circuit With Modification of Feature Height”, which is incorporated herein by reference. Of the same Applicant's US patent application Ser. No. 10 / 959,465.
本発明は任意の特定の動作理論によって限定されないが、本明細書中に開示されるようにコンプライアント材料上に導電要素を設けることが、熱的不整合性を調整して適切な電気的相互接続の形成を保証するコンプライアントウエハレベルまたはチップパッケージを提供するものと考えられる。また、導電ピンまたはポストの使用により、検査ソケットの使用を必要とすることなく、導電ポストのチップを検査ボード上の接点に直接に当接させることによって、マイクロ電子アセンブリ及び/又はウエハを検査することができる。 Although the present invention is not limited by any particular theory of operation, providing a conductive element on a compliant material as disclosed herein can adjust the thermal mismatch and provide an appropriate electrical interconnect. It is believed to provide a compliant wafer level or chip package that ensures the formation of connections. Also, by using conductive pins or posts, microelectronic assemblies and / or wafers can be inspected by bringing the tips of the conductive posts directly into contact with the contacts on the inspection board without requiring the use of an inspection socket. be able to.
本開示は、本明細書中に記載されるマイクロ電子アセンブリおよびウエハを形成するための特定のシーケンスを提供するが、シーケンスの順序は、変えられてもよく、依然として本発明の範囲内に入る。 Although the present disclosure provides a specific sequence for forming the microelectronic assemblies and wafers described herein, the sequence order may be varied and still fall within the scope of the invention.
1つの好ましい実施形態において、本明細書中に開示される構造は、コンプライアント層および導電要素、コンプライアント層から突出する半田球、導電ポストまたは導電ピンを有する検査ボードを形成するために使用されてもよい。剥き出しのウエハまたはダイ上の接点は、ウエハまたはダイを検査するために導電ポストのチップと当接されてもよい。 In one preferred embodiment, the structure disclosed herein is used to form a test board having compliant layers and conductive elements, solder balls protruding from the compliant layer, conductive posts or conductive pins. May be. The contacts on the bare wafer or die may be brought into contact with the tips of the conductive posts to inspect the wafer or die.
ここでは特定の実施形態に関連して本発明を説明していたが、これらの実施形態が本発明の原理および用途の単なる例示であることを理解されたい。したがって、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の思想および範囲から逸脱することなく、例示の実施形態に対して多数の変更を成すことができるとともに、他の構成を想起できることもまた理解されたい。 Although the invention herein has been described with reference to particular embodiments, it is to be understood that these embodiments are merely illustrative of the principles and applications of the present invention. Accordingly, it will be understood that numerous modifications can be made to the illustrated embodiments and other configurations can be envisioned without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I want to be.
Claims (40)
第1の表面と該第1の表面でアクセスできる接点とを有するマイクロ電子素子を設けるステップと、
前記マイクロ電子素子の第1の表面上にわたってコンプライアント誘電バンプを設けるステップと、
前記コンプライアント誘電バンプ上および前記マイクロ電子素子の第1の表面上にわたって犠牲層を堆積させ、前記犠牲層が前記コンプライアント誘電バンプを覆うようにするステップと、
前記犠牲層および前記コンプライアント誘電バンプを研削して、前記コンプライアント誘電バンプの上面を平坦化し、前記コンプライアント誘電バンプの平坦化された上面を露出させるステップと、
研削ステップ後に、前記犠牲層のうちの少なくとも一部を除去して、前記接点の少なくともいくつかを露出させるステップと、
前記接点と電気的に接続される第1の端部と前記コンプライアント誘電バンプの平坦化された上面に位置する第2の端部とを有する導電トレースを形成するステップと
を含む、マイクロ電子アセンブリを形成する方法。 A method of forming a microelectronic assembly comprising:
Providing a microelectronic element having a first surface and a contact accessible on the first surface;
Providing compliant dielectric bumps over the first surface of the microelectronic element;
Depositing a sacrificial layer over the compliant dielectric bump and over the first surface of the microelectronic device, such that the sacrificial layer covers the compliant dielectric bump;
A step of grinding the sacrificial layer and the compliant dielectric bumps, to flatten the upper surface of the compliant dielectric bumps, to expose the planarized upper surface of the compliant dielectric bumps,
Removing at least a portion of the sacrificial layer after the grinding step to expose at least some of the contacts ;
Forming a conductive trace having a first end electrically connected to the contact and a second end located on a planarized top surface of the compliant dielectric bump. How to form.
前記マイクロ電子素子の第1の表面に前記接点を露出させるために前記シリコーン層を選択的に除去するステップと
を更に含む請求項1に記載の方法。 After the step of removing the sacrificial layer, depositing a silicon over down layer over the first surface and the compliant dielectric bumps of the microelectronic device,
The method of claim 1 the further comprising 1 of the step of the silicon over down layer to expose the contacts selectively removing the surface of the microelectronic device.
弾性率が低い材料の層を堆積させ、
前記コンプライアント誘電バンプを形成するために低弾性率材料の前記層の一部を選択的に除去する、
ことを含む、請求項1に記載の方法。 Providing the compliant dielectric bump comprises:
Deposit a layer of material with low elastic modulus,
Selectively removing a portion of the layer of low modulus material to form the compliant dielectric bump;
The method of claim 1, comprising:
硬化可能な材料から成るバンプを前記マイクロ電子素子の第1の表面上にスクリーン印刷し、
前記硬化可能な材料を硬化させて、前記コンプライアント誘電バンプを形成する、
ことを含む、請求項1に記載の方法。 Providing the compliant dielectric bump comprises:
Bump printing of a curable material on the first surface of the microelectronic element;
Curing the curable material to form the compliant dielectric bump;
The method of claim 1, comprising:
第1の表面と該第1の表面でアクセスできる接点とを有するマイクロ電子素子を設けるステップと、
前記マイクロ電子素子の第1の表面上にわたって誘電バンプを設けるステップと、
前記誘電バンプ上にわたって犠牲層を堆積させるステップと、
前記犠牲層および前記誘電バンプを研削して、前記誘電バンプの上面を平坦化し、平坦化された上面を露出させるステップと、
研削ステップ後に、前記犠牲層のうちの少なくとも一部を除去して、前記誘電バンプおよび前記接点を露出させるステップと、
前記マイクロ電子素子の第1の表面上および前記誘電バンプ上にわたって誘電層を堆積させるステップと、
前記マイクロ電子素子の第1の表面に前記接点を露出させるために前記誘電層を選択的に除去するステップと、
前記接点と電気的に接続される第1の端部と前記誘電バンプの平坦化された上面に位置する第2の端部とを有する導電トレースを形成するステップと、
前記導電トレースの第2の端部と接触する導電要素を設けるステップと
を含む、マイクロ電子アセンブリを形成する方法。 A method of forming a microelectronic assembly comprising:
Providing a microelectronic element having a first surface and a contact accessible on the first surface;
Providing a dielectric bump over the first surface of the microelectronic element;
Depositing a sacrificial layer over the dielectric bump;
Grinding the sacrificial layer and the dielectric bump to planarize the top surface of the dielectric bump and exposing the planarized top surface;
Removing at least a portion of the sacrificial layer after the grinding step to expose the dielectric bump and the contact;
Depositing a dielectric layer over the first surface of the microelectronic device and over the dielectric bump;
Selectively removing said dielectric layer to expose the contacts on the first surface of the microelectronic device,
Forming a conductive trace having a first end electrically connected to the contact and a second end located on a planarized top surface of the dielectric bump;
Providing a conductive element in contact with the second end of the conductive trace.
第1の表面と該第1の表面でアクセスできる接点とを有する半導体ウエハを設けるステップと、
前記半導体ウエハの第1の表面上にわたってコンプライアント誘電バンプを形成するステップと、
前記コンプライアント誘電バンプ上にわたって犠牲層を堆積させるステップと、
前記犠牲層および前記コンプライアント誘電バンプを研削して、前記コンプライアント誘電バンプの上面を平坦化し、前記コンプライアント誘電バンプの平坦化された上面を露出させるステップと、
研削ステップ後に、前記犠牲層を除去して、前記コンプライアント誘電バンプおよび前記接点を露出させるステップと、
前記マイクロ電子素子の第1の表面上および前記コンプライアント誘電バンプ上にわたってシリコーン層を堆積させるステップと、
前記半導体ウエハの第1の表面でアクセスできる前記接点を露出させるために前記シリコーン層を選択的に除去するステップと、
前記接点と電気的に接続される第1の端部と前記コンプライアント誘電バンプの平坦化された上面に位置する第2の端部とを有する導電トレースを形成するステップと、
前記導電トレースの第2の端部と接触する導電要素を設けるステップと
ことを含む、マイクロ電子アセンブリを形成する方法。 A method of forming a microelectronic assembly comprising:
Providing a semiconductor wafer having a first surface and contacts accessible on the first surface;
Forming compliant dielectric bumps over a first surface of the semiconductor wafer;
Depositing a sacrificial layer over the compliant dielectric bump;
A step of grinding the sacrificial layer and the compliant dielectric bumps, to flatten the upper surface of the compliant dielectric bumps, to expose the planarized upper surface of the compliant dielectric bumps,
Removing the sacrificial layer after the grinding step to expose the compliant dielectric bump and the contact;
Depositing a silicon over down layer over the first surface and the compliant dielectric bumps of the microelectronic device,
Selectively removing said silicon over down layer to expose the contacts accessible at the first surface of the semiconductor wafer,
Forming a conductive trace having a first end electrically connected to the contact and a second end located on a planarized top surface of the compliant dielectric bump;
Providing a conductive element in contact with the second end of the conductive trace.
前記半導体ウエハの第1の表面上に位置するコンプライアント誘電バンプであって、前記各コンプライアント誘電バンプが平坦な上面を有する、コンプライアント誘電バンプと、
前記半導体ウエハの第1の表面上および前記コンプライアント誘電バンプ上の少なくとも端部に位置する誘電層であって、前記コンプライアント誘電バンプの平坦な上面および前記接点が前記誘電層を通じてアクセスできるものである、誘電層と、
前記誘電層上に形成され、前記接点と電気的に接続される導電トレースであって、前記コンプライアント誘電バンプの平坦化された上面から前記接点に延びている、導電トレースと、
前記平坦化された上面を覆い、前記導電トレースと接触する導電要素と
を備えてなる、マイクロ電子アセンブリ。 A semiconductor wafer having a first surface and contacts accessible on the first surface;
A compliant dielectric bump located on a first surface of said semiconductor wafer, each of the compliant dielectric bump has a flat upper surface, and the compliant dielectric bumps,
A dielectric layer located on at least an end of the first surface of the semiconductor wafer and on the compliant dielectric bump, wherein a flat top surface of the compliant dielectric bump and the contact are accessible through the dielectric layer; A dielectric layer;
A conductive trace formed on the dielectric layer and electrically connected to the contact, the conductive trace extending from a planarized upper surface of the compliant dielectric bump to the contact ;
A microelectronic assembly comprising: a conductive element covering the planarized top surface and in contact with the conductive trace.
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